DE4022078A1 - Leistungsschalter mit unabhaengiger verklinkungseinrichtung des bewegbaren schaltkontaktes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter mit einem fest­ stehenden Schaltkontakt und einem relativ zu diesem durch eine Antriebsvorrichtung zum Ein- und Ausschalten betätigbaren bewegbaren Schaltkontakt sowie mit einer Auslösevorrichtung zur selbsttätigen Trennung der Schaltkontakte beim Auftreten eines Stromes unzulässiger Höhe, wobei in einem mechanischen Teil der Auslösevorrichtung eine drehbar gelagerte Auslösewelle und ein an der Auslösewelle abstützbarer Klinkenhebel mit zusammen­ wirkenden Verklinkungsflächen angeordnet sind und wobei ferner eine von der Auslösevorrichtung unabhängige Verklinkungsein­ richtung zur Freigabe des bewegbaren Schaltkontaktes unter dem Einfluß eines fehlerhaft hohen Stromes vorgesehen ist.

Ein Leistungsschalter dieser Art ist durch die US-A-47 60 224 bekannt geworden. Die unabhängige Verklinkungseinrichtung ist bei diesem Leistungsschalter durch eine federbelastete Rolle und eine Kurvenscheibe mit einer Raststufe für die Rolle aus­ gebildet. Diese Anordnung befindet sich im Zuge der Kraftüber­ tragung zwischen dem durch die Auslösewelle abstützbaren Klinkenhebel und einem die Antriebskraft auf die bewegbaren Kontakthebel übertragenden Kniehebelsystem. Bei einem mehr­ poligen Leistungsschalter ist diese Anordnung nur einmal vor­ gesehen, so daß die unabhängige Verklinkungseinrichtung dann anspricht, wenn die Summe der an allen vorhandenen bewegbaren Kontakthebeln auftretenden abstoßenden Kraft die Haltekraft der Verklinkungseinrichtung überschreitet.

Der Erfindung liegt ausgehend von einem Leistungsschalter der vorstehend erläuterten Art die Aufgabe zugrunde, die unabhängige Verklinkungseinrichtung in ihrem konstruktiven Aufbau wesent­ lich zu vereinfachen und zugleich die Wiederholbarkeit des Wertes der Kraft sicherzustellen, bei welcher die Verklinkungs­ einrichtung freigegeben wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Auslösewelle entlang Führungsteilen gegen eine Rückstellkraft unter Verringerung der Überdeckung zwischen den an der Auslöse­ welle und dem Klinkenhebel vorgesehenen Verklinkungsflächen verschiebbar geführt ist. Die wesentliche Vereinfachung wird dadurch erzielt, daß die neue Verklinkungseinrichtung weder Kurvenscheibe noch Rolle erfordert, weil die bereits vorhandene Verklinkungsstelle zwischen der Auslösewelle und dem Klinken­ hebel gleichfalls für die kraftabhängige Freigabe benutzt wird. Da an dieser Stelle grundsätzlich Präzisionsteile eingesetzt werden, wirkt sich deren Zuverlässigkeit auch bei der kraftab­ hängigen Entklinkung aus.

Soll der Schaltmechanismus zur erneuten Einschaltung zurückge­ stellt werden, so müssen die Verklinkungsflächen an der Aus­ lösewelle und dem Klinkenhebel wieder zur Berührung gebracht werden. Anschließend können die Schaltkontakte durch Freigabe eines Energiespeichers wieder geschlossen werden. Damit dieser Vorgang zuverlässig abläuft, empfiehlt es sich, die Verschieb­ barkeit der Auslösewelle vorübergehend zu blockieren, damit nicht durch eine plötzliche Last an der Auslösewelle die Ver­ klinkung sogleich wieder gelöst wird. In vorteilhafter Weise ist eine solche Blockierung dadurch zu erreichen, daß ein durch den Klinkenhebel abgestützter Kniehebel eines im Zuge der Kraft­ übertragung zu dem bewegbaren Schaltkontakt angeordneten Knie­ hebelsystems mit einer zu seinem Schwenklager konzentrischen Stützfläche in solcher Anordnung versehen ist, daß während der Kraftübertragung beim Einschalten die Auslösewelle gegen eine Verschiebung entlang den Führungsteilen abgestützt ist. Die vorübergehende Abstützung wird am Ende des Rückstellvorganges wieder aufgehoben, so daß die Bereitschaft für alle vorge­ sehenen Funktionen wieder hergestellt ist.

In bekannter Weise kann die Auslösewelle eine als Halbwelle ausgebildete Verklinkungsfläche besitzen. Die Verschiebbarkeit der Auslösewelle kann dadurch bewirkt sein, daß die Auslöse­ welle in beiderseits der Verklinkungsfläche angeordneten Lang­ löchern geführt sowie durch Blattfedern abgestützt ist. Hier­ durch ist die Drehbarkeit und Verschiebbarkeit der Auslösewelle auf einfache und zuverlässige Weise erreicht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dar­ gestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt die Schaltmechanik eines Niederspannungs-Leistungsschalters mit geöffneten Schaltkon­ takten.

Fig. 2 ist die Schaltmechanik gemäß der Fig. 1 mit geschlossenen Schaltkontakten dargestellt.

Fig. 3 zeigt die Schaltmechanik gemäß den vorangehenden Figuren nach der Entklinkung auf Grund eines fehlerhaften hohen Stromes.

In den Figuren ist ein isoliert abgestützter feststehender Schaltkontakt 1 gezeigt, der ein Schaltstück 2 sowie ein Licht­ bogenhorn 4 aufweist. Eine Anschlußschiene 5 bildet die Strom­ zuführung zu diesem Schaltkontakt. Ein bewegbarer Schaltkontakt 6 umfaßt einen Kontakthebel 7 mit einem Schaltstück 10. Der Kontakthebel 7 ist an einem Träger 12 um einen Gelenkbolzen 13 schwenkbar, während der Träger 12 seinerseits um einen orts­ festen Gelenkbolzen 14 schwenkbar ist. Ein biegsames, aus mehreren dünnen Folien zusammengesetztes Stromband 15 bildet eine bewegbare Verbindung zwischen dem unterem Ende des Kon­ takthebels 7 und einer weiteren ortsfesten Anschlußschiene 16. Die beiden Anschlußschienen 5 und 16 sind an einem isolierenden Stützkörper 17 befestigt. Eine den Schaltkontakten 1 und 6 zu­ geordnete Löschkammer 8 ist abgebrochen dargestellt.

Für die Betätigung des bewegbaren Schaltkontaktes 6 ist eine als Ganzes mit 18 bezeichnete Antriebsvorrichtung vorgesehen. Diese umfaßt einen Schraubenfedern aufweisenden Energiespeicher 20 sowie ein mehrgliedriges Kniehebelsystem mit einer oberen Isolierkoppel 21, zwei mittleren Kniehebeln 22 und 23 sowie einem Treibhebel 24. Zwischen den Kraftspeicher 20 und den Treibhebel 24 ist ein Mitnehmer 25 eingefügt. Am Gelenk zwischen den mittleren Kniehebeln 22 und 23 greift ein Stütz­ hebel 26 an, dessen anderes Ende gelenkig mit einem ortsfest gelagerten Klinkenhebel 27 verbunden ist. Eine ebene Ver­ klinkungsfläche 30 am Ende des Klinkenhebels 27 steht einer als Halbwelle ausgebildeten Verklinkungsfläche 32 einer Aus­ lösewelle 31 gegenüber.

Wenn die Verklinkungsflächen 30 und 32 gemäß der Fig. 1 im Eingriff stehen, ist die Bewegbarkeit eines die Kniehebel 22 und 23 mit dem Stützhebel 26 verbindenden Gelenkbolzens 33 auf einen Kreisbogen um einen Gelenkstift 34 beschränkt, der den Stützhebel 26 und den Klinkenhebel 27 verbindet. Wird daher der Federspeicher 20 zum Einschalten freigegeben, so wird der Treibhebel 24 durch den Mitnehmer 25 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, wodurch die Kette der Kniehebel gestreckt wird. Die Schaltkontakte 1 und 6 werden hierdurch zur Berührung gebracht. Zugleich wird mittels eines auf einer Schaltwelle 36 sitzenden Kurbelarmes 35, der zwischen der Isolierkoppel 21 und dem Kniehebel 22 angelenkt ist, die Schaltwelle 36 betätigt. Dem Kurbelarm 35 entsprechende weitere, auf der Schaltwelle 36 im Abstand angebrachte Kurbelarme übertragen auf diese Weise die Schaltbewegung auf weitere Systeme von Schaltkontakten mit dem beschriebenen Aufbau. Im eingeschalteten Zustand sind die Schaltkontakte sowie das Kniehebelsystem in der Fig. 2 dar­ gestellt.

Die Auslösewelle 31 ist beidseitig der Verklinkungsfläche 32 in jeweils einem Langloch 40 geführt und durch eine an beiden Enden ortsfest abgestütze Blattfeder 41 unterstützt. Die Lang­ löcher können sich in Platinen befinden, welche die Kniehebel­ anordnung begrenzen, oder in gesonderten Wandteilen. Die Blatt­ feder 41 ist derart bemessen, daß sie die im eingeschalteten Zustand vom Kniehebelsystem über den Stützhebel 26 und den Klinkenhebel 27 aufgrund der Hebelverhältnisse übertragene Kraft abstützt. Für das Zusammenwirken mit der Auslösewelle 31 in einer noch zu beschreibenden Weise besitzt der Treibhebel 24 eine Stützfläche 42, die konzentrisch zu einem ortsfesten Lagerbolzen 43 angeordnet ist. In der Stellung der Teile gemäß der Fig. 1 befindet sich der Anfang dieser Stützfläche 42 unterhalb der Auslösewelle 31, während in der Einschaltstellung gemäß der Fig. 2 die Stützfläche 42 an der Auslösewelle 31 vollständig vorbeibewegt ist. Zur Trennung der Schaltkontakte 1 und 6 wird die Auslösewelle 31 um einen geringen Winkel im Uhr­ zeigersinn gedreht. Dies kann beispielsweise durch eine übliche Auslösevorrichtung geschehen, die einen kombinierten magne­ tisch-thermischen Auslöser oder einen die gleichen und weitere Funktionen aufweisenen elektronischen Auslöser sowie einen Aus­ lösemagneten umfaßt. Bei einer Drehung der Auslösewelle 31 verliert die Verklinkungsfläche 30 ihre Abstützung an der Ver­ klinkungsfläche 32 der Auslösewelle 31, so daß auf den beweg­ baren Schaltkontakt 7 wirkende nichtgezeigte Kontaktkraft- und Ausschaltfedern und das Kniehebelsystem zum Einknicken bringen können. Die Teile nehmen dann die in der Fig. 3 gezeigte Stellung ein.

Die gleiche Wirkung kann jedoch auch dann eintreten, wenn durch einen hohen Fehlerstrom bewirkte elektrodynamische abstoßende Kräfte zwischen den Schaltkontakten 1 und 6 die an den Ver­ klinkungsflächen 30 und 32 wirksame Kraft derart vergrößern, daß die Auslösewelle 31 entlang der durch die Langlöcher 40 ge­ bildeten Führung entgegen der Vorspannkraft der Blattfeder 41 verschoben wird. Da der Klinkenhebel 27 um ein Drehlager schwenkbar ist, während die Auslösewelle 31 in einer geraden Langlochführung geführt ist, verändert sich bei der Ver­ schiebung der Auslösewelle 31 die Überdeckung zwischen den Verklinkungsflächen 30 und 32 so weit, daß der Klinkenhebel 27 freigegeben und hierdurch unmittelbar die Trennung der Schalt­ kontakte 1 und 6 unabhängig von einer die Schaltwelle 31 be­ aufschlagenden Auslösevorrichtung getrennt werden. Der Leistungs­ schalter ist hierdurch in der Lage, auf fehlerhaft hohe Ströme mit einer strombegrenzenden Öffnung seiner Schaltkontakte zu reagieren. Dieser Vorgang setzt sehr viel rascher ein, als die durch eine übliche Auslösevorrichtung bewirkte Drehung der Aus­ lösewelle. Maßgebend ist hierbei die gesamte zwischen den Ver­ klinkungsflächen 30 und 32 auftretende Kraft, die nicht nur von den dargestellten Schaltkontakten 1 und 6, sondern aufgrund der Übertragung mittels der Schaltwelle 36 und der Kurbelarme 35 von den weiteren Schalterpolen herrührt. Es tritt wiederum die Stellung der Teile gemäß der Fig. 3 ein.

Im Anschluß an eine Auslösung wird der Schaltmechanismus 20 für eine erneute Einschaltung dadurch vorbereitet, daß der Klinken­ hebel 27 mit dem Stützhebel 26 und den Kniehebeln 22 und 23 zu­ rückgestellt wird, bis sich die Verklinkungsflächen 30 und 32 wieder gegenüberstehen. Beim Einschalten wird die Auslösewelle 31 durch die unter ihr durchlaufende Stützfläche 42 des Treib­ hebels 24 am Ausweichen entgegen der Vorspannkraft der Blatt­ feder 41 gehindert, so daß eine sichere Einschaltung statt­ finden kann. Zur Aufrechterhaltung der Antriebsvorrichtung 20 in der verklinkten Stellung bei geschlossenen Schaltkontakten 1 und 6 genügt die Vorspannkraft der Blattfeder 41 allein. Die Stützfläche 42 steht dann wieder außerhalb des Bereiches, in dem die Auslösewelle 31 verschiebbar ist.

Claims (3)

1. Leistungsschalter mit einem feststehenden Schaltkontakt (1) und einem relativ zu diesem durch eine Antriebsvorrichtung (18) zum Ein- und Ausschalten betätigbaren bewegbaren Schalt­ kontakt (6) sowie mit einer Auslösevorrichtung zur selbst­ tätigen Trennung der Schaltkontakte (1, 6) beim Auftreten eines Stromes unzulässiger Höhe, wobei in einem mechanischen Teil der Auslösevorrichtung eine drehbar gelagerte Auslösewelle (31) und ein an der Auslösewelle (31) abstützbarer Klinkenhebel (27) mit zusammenwirkenden Verklinkungsflächen (30, 32) ange­ ordnet sind und wobei ferner eine von der Auslösevorrichtung unabhängige Verklinkungseinrichtung zur Freigabe des bewegbaren Schaltkontaktes (6) unter dem Einfluß eines fehlerhaft hohen Stromes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösewelle (31) entlang Führungsteilen (40) gegen eine Rückstellkraft unter Verringerung der Überdeckung zwischen den an der Auslösewelle (31) und dem Klinkenhebel (27) vorgesehenen Verklinkungsflächen (30, 32) verschiebbar geführt ist.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch den Klinkenhebel (27) abgestützter Kniehebel (Treibhebel 24) eines im Zuge der Kraftübertragung zu dem bewegbaren Schaltkontakt (6) angeord­ neten Kniehebelsystems (21, 22, 23, 24) mit einer zu seinem Schwenklager (43) konzentrischen Stützfläche (42) in solcher Anordnung versehen ist, daß während der Kraftübertragung zum Einschalten die Auslösewelle (31) gegen eine Verschiebung ent­ lang den Führungsteilen (40) abgestützt ist.

3. Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösewelle (31) eine als Halbwelle ausgebildete Verklinkungsfläche (32) be­ sitzt und in beiderseits der Verklinkungsfläche (32) angeord­ neten Langlöchern (40) geführt sowie durch Blattfedern (41) abgestützt ist.